JVM相关流程的总结

记录和思考，不断完善中…
  类加载的流程

java的类加载机制是按需加载,当必要某个类时,通过类的全限定名或其他方式获取对应的字节码文件,然后类加载器会采用双亲委派模型对字节码文件进行加载,即起首尝试使用父类加载器进行加载,假如加载不了,再交由子类加载器进行加载,这种加载方式可以有效保护java的焦点类库。加载的过程如下：
加载阶段

就是将类的字节码加载到内存中并天生代表该类的Class对象,这个阶段中类的静态存储布局转化为方法区的运行时数据布局,而创建的Class对象就是方法区中这个类的数据访问入口
   个人明白：
可以认为类加载的过程中，在加载阶段就完成了外部类到JVM内的加载过程，因为此时确实已经在堆区创建了代表类的class对象了。加载过程的后续环节可以认为是对class对象的不断丰富，比如校验，初始化等。
  链接

包罗验证、准备、剖析三个小阶段
验证

验证字节码正当性
   思考：为什么在加载之前不进行验证呢？假如字节码不正当，岂不是进行一次无用的加载。
Class对象是类在JVM中的表现形式，必要在加载进JVM并天生相应的代表此类的Class对象后，才气通过Class对象对该类的元数据进行各种判定验证，以确保该class不会对JVM运行产生危害。
  准备

对类对象的静态变量设置默认初始值。根本范例，如int设置为0，对象则设置为null。
剖析

这个过程则是将类对象中的符号引用剖析成直接引用。这一阶段的主要任务是剖析类的常量池中的符号引用
   扩展：
  

• 符号引用： 在 Java 源代码中，我们使用的类名、方法名、字段名等都是符号引用。这些符号引用在编译时是无法直接定位到内存地点的，而是必要在运行时动态剖析。
  
• 直接引用： 直接引用是可以直接定位到内存地点的引用，是符号引用经过剖析后的效果。直接引用使得捏造机可以或许快速访问到对应的类、方法或字段的内存地点，而不必要再进行一次动态的剖析过程。
  

  初始化

这个阶段是为了让类对象完成初始化并处于可用状态。
当类中包罗静态变量或静态代码块时,JVM会天生一个clinit方法用来包罗这些静态代码并实行,假如没有静态代码,则不会天生clinit方法。
   注意：
与链接阶段中对静态变量分配内存并设置默认初始值差别,此阶段是显示进行赋值,区别如下:

1. public class Example {
2.     // 静态变量在链接阶段的准备阶段分配内存并设置零初始值
3.     // 静态变量 num 被初始化为 0
4.     // 静态变量 str 被初始化为 null
5.     // 注意：这只是准备阶段的设置，默认初始值，并没有执行具体的赋值操作
6.     public static int num;
7.     public static String str;
9.     static {
10.         // 静态代码块中的赋值操作，将 num 和 str 初始化为实际的初始值
11.         num = 42;
12.         str = "Hello, World!";
13.     }
15.     public static void main(String[] args) {
16.         // 在初始化阶段，静态变量 num 和 str 被赋予实际的初始值
17.         System.out.println(num); // 输出 42
18.         System.out.println(str); // 输出 Hello, World!
19.     }
20. }

复制代码

对象的创建流程

• 检查类是否已加载
  
• 在堆中为对象的创建分配内存
  
• 初始化内存（根本数据类初始化）
  
• 设置对象头（mark word和类指针）
  
• 实行构造方法，返回新创建对象的引用 （Class对象的创建略有差别，是通过JVM直接设置相关属性完成最终初始化的）
  

   思考：
  

• 调用构造函数之前，对象还没有创建实例，没有对象实例该怎样设置对象头？
  在内存分配和对象头设置完成后，JVM会持有这个内存地点的引用。这个引用相当于“对象实例”，但还没有完全初始化，JVM会将这个引用传递给构造函数。在构造函数中，this引用指向的就是这个已经分配了内存和设置了对象头的内存区域。
  
• 对象创建的过程是看不见的，是否可以通过代码或工具证实创建过程
  // 字节码参考java捏造机规范
  

1. public class Test {
2.     public static void main(String[] args) {
3.         Test obj = new Test();
4.     }
5. }
6. //javap -c Test   反编译结果
8. 0: new           #2                  // 创建对象 ，未完整创建
9. 3: dup                               // 复制对象引用
10. 4: invokespecial #1                  // 调用构造函数
11. 7: astore_1                          // 保存引用
12. 8: return                            // 返回
14. // 说明：
15. //new 指令不会完全创建新实例；直到对未初始化的实例调用
16. //实例初始化方法invokespecial指令

复制代码

从字节码可以看到，JVM先创建对象(堆区分配了内存且设置了对象头的内存区域)并复制引用，然后调用构造函数，构造函数中this将引用内存区域的地点。
   思考：
对象实例只是JVM中存储了数据的一片内存空间，实例化、初始化都是通过在内存中存储数据所呈现的差别的状态或阶段。
  怎样定位对象

JVM中有两种定位对象的方式，差别的JVM实现，定位方式大概差别。

• 通过句柄定位对象
  
• 通过直接指针定位对象
  

句柄

1. +------------+     +------------+      +------------------+
2. |   引用      | --> |   句柄表    | --> |    对象实例       |
3. +------------+     +------------+      +------------------+
4. | ref: handle |     | handle: obj_ptr |      |  data      |
5. +------------+     +------------+      +------------------+

复制代码

在句柄方式中，引用变量包罗一个指向句柄表的指针。句柄表中的每个条目包罗指向现实对象实例数据的指针。
优点：当对象在内存中移动时，只必要更新句柄表中的指针即可，而不必要修改引用本身。（个人感觉有点像代码中的防腐层）
缺点：复杂，必要额外维护句柄表
直接指针

1. +------------+      +------------------+
2. |   引用      |  --> |    对象实例       |
3. +------------+      +------------------+
4. | ref: obj_ptr |      |     data       |
5. +------------+      +------------------+

复制代码

在直接指针方式中，引用变量直接指向对象在堆中的现实内存地点。如许，当引用访问对象时，只需一次内存定位操作即可。
优点：直接指针访问更快，因为少了一次间接访问。
缺点：对象在堆中的移动和内存压缩（Compact），必要修改全部引用。

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